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“冷凍”人能否成真,？
閱讀：340 發(fā)布時間：2012-9-8這是一個常見的,、也是zui令人震驚的實驗：將活的金魚迅速放入液氮中,，金魚被凍僵，一動不動,，宛如死了一般,。然后，再將金魚迅速放入水中,，幾秒鐘后,，金魚又“復活”了，在魚缸中游弋,。
人類是恒溫動物，低溫是生命的大敵,；但在低溫的世界里,，很多我們熟悉的東西發(fā)生了不可思議的變化，這讓人們產(chǎn)生了無限遐想,。就如液氮中“死而復生”的金魚,，人類能否也利用液氮冷凍自身，待醫(yī)學極度發(fā)展時再解凍“重生”,，甚至,，獲得永生？
金魚為何“死而復生”
我們生活的溫度,，稱之為室溫,；從室溫到-120℃，我們稱之為普冷,，從-120℃到-272.15℃為低溫,，低于-272.15℃，也就是低于1K,，被稱為極低溫,。我們常見的低溫環(huán)境主要是由液氮、液氦等低溫液體來保持的,。液氮是將空氣中的氮氣液化得到的,；液氦是將天然氣中的氦氣液化獲得的,。液氮的在標準大氣壓下的沸點是77.3K（-195.8℃）；液氦的在標準大氣壓下的沸點是4.2K（-268.9℃）,。
隨著溫度的降低,，一些化學反應(yīng)會減緩，甚至停止,。zui典型的,、且zui和我們相關(guān)的，就是生命的新陳代謝的反應(yīng),。金魚的試驗就是這個道理,。
這是為什么呢？原來,，當水緩慢降溫時,，會發(fā)生相變，變成晶體冰,，體積會膨脹,。但是，當水迅速降溫時,，液體水會變成固體的冰,，我們稱之為非晶冰。非晶冰的體積與水的體積沒有變化,。
我們知道生命體的主要物質(zhì)是水,。所以，生命體若是緩慢降溫,，其體內(nèi)細胞內(nèi)的,、血管內(nèi)的水變成晶體冰后，體積膨脹,，從而脹破細胞或血管,，進而造成生命體的傷害或者死亡；若是迅速降溫,，水成為非晶冰,，體積沒有變化，則不會造成傷害,，只是讓生命體的新陳代謝停止,，生命被暫停、保存,。當生命體迅速回到室溫時,，在溫度激發(fā)下，各個反應(yīng)又開始進行，也就是又開始了新陳代謝,。
冷凍能不能成功,，這就涉及低溫保持生命的成功的關(guān)鍵——降溫速度了。要想得到非晶冰,，降溫速度要非?？欤踔烈?00萬K/S,。對于微小的生物,，如細菌、精子,、卵子等大小的生物,，相對容易滿足這個要求（當然，實際操作還要復雜些）,。因而,，生命得以保存。這在醫(yī)學上和生物學上,，已經(jīng)很普遍使用了,。
人能否一樣“冷凍”
人們不禁要問：“可不可以將人冷凍起來，待將來的某一天再活過來,，去看看將來的世界,，或者去治愈現(xiàn)在無法治愈的疾病呢？”
對于體積比較大的生物,，如人,，就很難實現(xiàn)全部水分都滿足這個要求了。因為冷量是從體表往體內(nèi)傳導的,，而人體的導熱不是很好，所以,，身體內(nèi)部就只能緩慢降溫了,。那就會導致身體內(nèi)部的水變成晶體冰，破壞了身體內(nèi)部的組織,，也可能致使細胞脫水,，從而破壞了細胞——通俗的講，可能身體表面很好的保存了,，但內(nèi)部則損傷了,。另外，升溫過程也很難內(nèi)部和外部同時迅速升溫,，這個過程更容易將生命體的組織破壞,。對于人體冷凍，我們今天的科技水平還遠遠未達到。
但是,，已經(jīng)有者在進行“體驗”了,。大致的做法是：首先，要由醫(yī)生宣布是法律上的死亡后,，將血液抽出來,，而后注入類似甘油等高熱導、固液相變前后體積變化不大的液體,，而后迅速放入液氮中,，并長期保存。剩下的事情就是等待了,。等到將來的某一天,，科技水平達到了——能夠?qū)崿F(xiàn)升溫的要求，醫(yī)學上也能治愈受試者的疾病,，并且能讓他生活一段時間的時候,，再將他“激活”。
這種可能性是有的,。例如用THz的微波給人體加熱,，既能給人體升溫，又不破壞各個細胞,；生物和醫(yī)學水平的提高,，也很有可能恢復受傷的組織。
但,，這只是有可能罷了,。首先，我們的冷凍技術(shù)過關(guān)嗎,？因為沒有復活的經(jīng)驗,，我們也無法驗證冷凍技術(shù)。其次,，我們的某些組織是不是有可能就根本無法恢復呢,？還有，我們的意識還會存在嗎,？
其實,，一系列偶然的事件綜合起來，才導致地球上有了生命,，有了人類,。而作為有思想的動物，我們努力認識自然,、改造自然,。但這不意味著我們能改造一切,！對于人體冷凍，我們要努力探索,，因為這對人類非常重要,，但同時也要知道，這只是有可能罷了,。
所以,，我們過好每一天吧！
低溫的現(xiàn)實應(yīng)用
低溫會讓物體發(fā)生很多有趣的變化,，這些變化已經(jīng)應(yīng)用在生產(chǎn),、生活中。
比如,，低溫會讓物質(zhì)的體積發(fā)生變化,，在工業(yè)上有很多應(yīng)用。隨著溫度的降低,，組成物質(zhì)的分子或原子的運動也會減弱,，從而“活動”空間減小，宏觀上顯現(xiàn)出體積的減小,。這就是我們熟悉的熱脹冷縮現(xiàn)象,，絕大多數(shù)物質(zhì)都遵循這個規(guī)律。
以一個人們常見的實驗現(xiàn)象為例：將吹鼓的氣球接近低溫液體,，氣球就會慢慢變小,，當離開低溫液體時，又會慢慢變大,。這是因為氣體分子之間的間距比較大,，因而隨著溫度變化體積變化也很大。
固體材料也有同樣的現(xiàn)象,，但由于分子或原子間距離要小很多,，因而不那么明顯了。例如我們常見的不銹鋼,，從室溫到液氮溫度,，只收縮約千分之三。但這千分之幾的收縮率,，也會給我們帶來用處。例如,，有些公司將某些部件冷卻到低溫,，再與其他部件緊密安裝到一起，等冷卻部件回到室溫,，體積增大后,，就實現(xiàn)了常溫下無法達到的“緊密結(jié)合”,。
我也曾設(shè)想將液氮突然加熱，使之迅速氣化,，體積膨脹后,，推動活塞運動，就可以作為發(fā)動機使用了,！那或許將成為另一種新型的能源方式,。我相信，低溫的液氮還有其他方面的應(yīng)用,，感興趣的讀者,，可以自己構(gòu)想和實驗！
再比如,，低溫會讓粒子間相互作用發(fā)生變化,。隨著溫度的降低，組成物質(zhì)的粒子們無規(guī)則運動減少,，當粒子們慢慢“安靜”下來時,，它們之間的相互作用就會凸顯出來。這里說的粒子既包括原子,、分子,、電子，也包括聲子,、磁子等準粒子,。人們熟知的超導現(xiàn)象就是熱運動減少后，電子和電子的相互作用凸顯出來,，形成了庫珀對,，宏觀上表現(xiàn)為電阻為零的現(xiàn)象。
這有什么用嗎,？當然有,！有的制藥公司，會將一些珍貴藥材在低溫環(huán)境中磨碎,，藥材的顆粒會更小,。而顆粒越小，越有利于人體的吸收,；還有就是對廢橡膠制品的處理,，也是同樣原理?；谶@種原理生產(chǎn)的企業(yè)有很多,，并有專業(yè)名稱——低溫粉碎。
低溫下,，還有許多其他的現(xiàn)象,，例如有些材料在室溫時沒有磁性,，而在低溫下會像吸鐵石一樣有磁性，有的材料會在低溫下有很大的熱容,，還有量子現(xiàn)象等等都在低溫下才能顯現(xiàn)出來,。
這些，也正是我們的研究方向,。希望更多人來參與,，探索新的材料或新的現(xiàn)象，或者將這些現(xiàn)象應(yīng)用到我們的生產(chǎn),、生活中,。（蘇少奎作者為中科院物理所工程師）